电气控制基本原理范文

电气控制系统是生产机械的重要组成部分，了解电气控制系统将对生产机械正确的安装，使用和维护起到重要作用。本文以实践改造项目就电气控制回路的设计和分析作以简单阐述。

【关键词】电气控制系统控制电路触点

皮带运输机由于其运输量较大，运输距离较长，运输速度较快，具有安全性，经济性，可靠性等优点，在煤矿主运系统的发展中得到了广泛应用。刮板输送机作为掘进巷道及临时硐室开拓的主要运输设备由于其结构简单坚实，便于安装调试，能经受住煤炭、矸石或其他物料的冲、撞、砸、压等外力作用，能适应采煤工作面底板不平、弯曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的弯曲等优点，在采掘工作面的小煤量运输中起到关键作用。关于二者如何配合使用及应用中出现的电气逻辑关系本以简单描述。

1项目相关背景简介

××矿井下主运系统采用皮带运输机PLC控制方式下集中控制方式，皮带保护系统为天津华宁控制系统。根据矿井开采生产工艺的需要，皮带运输机与刮板输送机经常被配合使用，在实践工作中由于刮板输送机安装的不合理，出料口挡煤板设计的不规范，作业者的熟练程度，操作技巧，自身疲劳等原因造成刮板机头经常堆煤卡矸，如果不能及时发现处理便会划伤撕裂皮带，更有甚者造成皮带接头断裂酿成重大机电事故，鉴于此种情况，我矿技术人员遵循人机系统可靠性设计基本原则，合理确定人与机器的功能分配，依据电气控制系统基本原理，实现皮带输送机与刮板运输机的电气联锁，在根本上把人从笨重的，规律性的，单调的，环境差的工作中解放出来，为我矿实现生产工艺的机械化，自动化，数字化迈出了坚实一步。

2实践中关于控制回路的设计研究

2.1华宁保护系统的研究与设计

我矿皮带保护系统采用天津KTC101华宁保护系统，该系统可实现综采、综掘工作面、顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示及语言报警等功能。

综合研究该控制系统原理经过比较分析，首先在华宁主控器TK200参数里设置“设备――参数――选择要设置的设备××皮带，其次于”设备――主电机――电机控制输出点××点完成相关设置，使用此系统CS1沿线下设置台下位机第××个输出端作为一个输出点，串接于QBZ――200/1140（660）型磁力起动器合闸中间继电器的电源回路当中，实现电气连锁，保证皮带启动后磁力启动器方可合闸，皮带停止后磁力启动器必须分闸。鉴于此输出点为本安型小容量无源节点输出，经过计算及参考相关数据依据煤矿防爆要求，故对其控制系统加装矿用隔爆兼本质安全型远程控制箱。该远程控制箱部分参数为内部本安电源为DC18V，最高开路电压18.6V，最大保护整定电路≤950mA，短路电流≤100mA四对无源输出触点容量为127V/3A，当本系统控制非本安设备时，用于电气隔离转换，实现本质安全性与非本质安全性无源节点的转换，达到用小电流，小电压，控制大电流，高电压的目的。

2.2开关控制回路的研究与设计

2.2.1QBZ―200/1140（660）型磁力起动器电气原理

对QBZ―200/1140（660）型磁力起动器电气原理图的识别阅读，采取优先主回路（保证生产机械拖动要求的实现），其次控制回路（实现主电路的控制要求），最后保护回路及信号回路（满足生产机械对安全性，可靠性的要求）原则依次进行。

2.2.2电气控制方案的确定

本着“控制系统的工作方式应经济，安全，最大限度满足工艺要求及控制电源可靠”的原则，本项目采用华宁远程控制箱的一组无源输出点串接于开关合闸中间继电器的电源回路当中。

由实际接线图演变而来，在实际设计、配线、接线、改造过程中我们必须遵循以下基本原则：

（1）最大限度的满足生产机械和工艺对电气控制线路的要求；

（2）在满足控制要求的前提下，控制电路应简单，使用，经济，可靠，尽量减少电气元件的额品种、数量及规格；尽量选用标准的、通用的或经过实践检验的典型电路；尽量缩减连接导线的数量和长度；尽量减少不必要的触点以简化电路；控制电路在工作时，除必须通电的电器外，其余电器尽量不通电，以节约电能和延长电器寿命；

（3）保证控制电路工作的可靠和安全，正确连接电气元件及触点位置，如上图所示现场中若按控制箱输出1选择触点位置，能够满足皮带不启动则刮板输送机无法工作，但皮带起车后由于某种原因停车刮板机则继续运转，无法满足生产机械对控制要求的需要，无法从根本上解决此类故障的顽疾，此时需要对控制回路进行校验分析继续改造后如控制箱输出点2所示，皮带启动则刮板机才能顺序启动，皮带停车刮板机必须停车，从根本上解决了问题，由于生产工艺的改变满足了现代生产机械的要求，安全，可靠有效。同时在设计中应避免出现寄生回路与触点“竞争”和“冒险”现象，如果不可避免，则应通过联锁隔离或多触点开关分离等措施。

（4）应尽量使操作和维护方便，上图改造符合此要求。

（5）考虑接线、配线的标准性、安全性与规范性。

3结语

通过此次改造，成功解决了皮带与刮板输送机搭接时出现的堆煤、划伤皮带等故障事故，同时是我矿技术人员运用专业知识实现理论与实践的综合探索与创新，在煤炭市场日益萎缩，煤炭需求日益锐减的情况下，在集团公司降本增效的大背景下，我矿人员不断提高自身素质，研究开关电气设备的基本性能，保护参数，防爆要求等最终实现的该项目改造的成功推进。生产机械电气控制系统设计的合理与否，将直接影响其工作性能与先进性，因此，通过此次实践作为电气工程技术人员，应该了解电气控制系统设计的基本内容、基本原则，掌握电气控制电路设计的基本规律，能够绘制电气控制工程图，今后工作中我们要不断创新，努力开拓，学以致用，为矿井发展做出最大贡献。

作者单位

1.平朔集团井工二矿设备管理部山西省朔州市036000

电气控制基本原理范文篇2

【关键词】控制图，电气安装，应用分析

中图分类号：F406文献标识码：A

一.前言

电气控制系统看似一个庞大复杂的范围,涉猎的电器种类繁多、功能繁杂,线路纵横交错,但是电气控制系统的原理和主要的控件是一致的,再根据不同的设备配以不同的功能进行工作。电气原理图是对电气控制系统原理最直观的说明,通过对原理图的剖析更能准确的掌握电气控制的原理。

二.电气控制原理图

1.电气原理图是指为了表明电气控制系统的构成和工作原理以及各种电器元件作用的一种表示形式(如图1所示)。它将电气控制系统中电路的走向、各电气元件的连接用图示表示出来,在图中用不同的图形符号来表示各种电气元件,并用文字符号来进一步说明各电气元件。

图1

2.电气原理图的主要用途:通过理解电气设备或组成元件的作用原理，便于安装、维修、调试,也为检测故障提供信息，同时对于电气控制系统的设计绘制提供必要依据。分析电器原理图的方法主要有3种:文字叙述法、符号法、阶梯法。

(一)文字叙述法是一种比较适合初学者了解学习原理应用和绘制简单的电路图所用的方法。这种表述通俗易懂,表达细致,可以准确描述电气触点的接电情况以及电流方向,便于维修人员检测。但是在结构复杂或大型建筑中的电气图则不合适,不够专业。

(二)符号法

符号法是掌握电器基本原理以后用符号来表示线路的通电情况的一种表示方法。它反映了电气的动作而不是触点的动作情况。这种符号法可以反应比较复杂的电路系统图,如减压启动及各种制动控制线路等,但是它反应的动作相对比较简单,是电气控制系统中的一种常用的表示方法。

(三)阶梯法

阶梯法是符号法的升级,将在复杂电气控制图中的动作比较多的地方。阶梯法是将信号、控制电器、执行电器、动作四者综合起来用阶梯表示:第一层表示信号,第二层为产生的动作,第三层为接触器或继电器的动作情况,最高层为执行电器(电动机、电磁阀或信号灯)的动作情况。这种方法更为专业,适用于复杂的大型电气控制系统。

三.电气安装质量控制图的基本思想

根据中心极限定理，在大量随机因素综合作用下，产品的质量特性值是近似服从以为均值，以为标准差的正态分布，即由正态分布的性质可知，当生产处于正常状态时(即仅受随机因素影响，而无系统故障或客观原因)，产品的质量特性值满足即在正常的生产状态下，产品的某一质量特性值满足区间

内几乎是必然的，而值落人该区间之外几乎是不会发生的。若在某次测试中，这种小概率事件确实发生了，则可判定(99．73％的概率)生产线处于异常状态，应立即采取相应措施，排除故障，使之恢复正常生产。因此，电气安装质量控制原理是：若安装工序处于正常状态时，产品的某一质量特性值落入某一区间之外是小概率事件，而根据小概率事件事实上不可能性原理(即小概率事件在一次试验中是不可能发生的)，如果这种小概率事件确实发生了，则可判定安装工序处于异常状态，应立即采取相应措施，排除故障，使之恢复正常生产。为了便于实际应用，常将上述质量控制原理用图形描述，称之为控制图，如图2所示。其中，UCL称为上控制限，CL称为中心线，LCL称为下控制限。

图2控制图基本模式

四.电气安装工程质量的控制图分析

控制图主要有计量值控制图(包括平均值和极差值控制图“—R图”、平均值控制图、单值控制图等)和计数值控制图。根据函数的概率分布特点，在电气安装工程中，常用—R控制图。下面以—R控制图为例加以说明。均值和极差值控制图是均值控制图和极差控制图联合使用的一种控制图。均值图主要用于判断生产过程的均值是否处于或保持在所要求的水平，极差图主要用于判断生产过程的标准差是否处于或保持在所要求的水平。利用控制图分析电气安装工程质量之前，首先必须绘制控制图。为此，应进行数据的收集、加工和整理。其中，数据的收集是按组、按批和按时间等有顺序地进行的，通常收集约100个，一组数据通常有45个。例如，某住宅小区分项工程照明器具及其配电箱(盘)安装质量的均值和极差值控制图鉴别。

1.去现场采集相关项目的数据如某住宅小区的暗开关安装高度(底边距地)实测数据如表1所示。

2.对采集的数据进行加工和整理结果见表1的有关栏目，相关公式包括以下几个方面：

(一)算术平均值和极差R的计算

五.控制图的绘制

根据表1及计算所得的数据，将电气安装工程中反映质量动态的特性值用图中某一相应的点标出，然后将这些点连起来，便形成了表示质量波动的曲折线，如图3所示。

图3暗开关安装高度控制图

六.电气控制技术在工业生产中的应用

电气控制技术主要是依靠接触器、继电器等设备实现其在各种工业生产中的应用。随着城市配套设施的齐全，工业生产也就顺利的开展了，现代工业生产基本使用机械取代了手工劳动，而基本上所有机械的动力来源都是电能，因此在工业生产过程中，电能可以说是企业生命的源泉，因此在工业中，电气安装技术的应用以及电气控制技术就对工业生产中节省电能，降低损耗起到了至关重要的作用。

接触器在电气控制技术中的应用

接触器是可以频繁接通和分断电路的控制电器，接触器是由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。主要原理就是利用线圈流过的电流产生磁场，从而使触头闭合，以达到控制负载电器的目的。通电后，线圈会产生强大的磁场，使得电磁系统中的静铁心会产生电磁吸引衔铁，并带动触头做出开关或闭合的动作。断电时，磁力消失，触头就又恢复到原样：常闭则闭合，常开则开。传统的交流接触器会产生晃电的问题，影响电网的安全稳定运行，且浪费电能。因此建议采用CJ20Y系列的水磁交流接触器替代传统的如CJ10、CJ12等交流接触器，从根本上解决传统接触器发热、噪音、晃电掉闸等问题，保证电力的稳定运行，节省电能消耗。水磁接触器有着以下几项优点：第一是高效节能，接触器的本休节电率达99.8%，节能效果相当明显；第二是线圈不发热，分合闸线圈在接触器运行时不带电，所以根本没有热源。运行过程中线圈壳的温度基本和环境温度一样，经过红外线温度仪监测显示。第三是抗晃电，晃电指的是电网电压瞬时跌落时间在1.5秒之内，导致设备运行不稳定。水磁交流接触器有一个延时分断判断元件，当断电或晃电发生时，接触器会在延时1-3秒内断开，因此有效保障了设备的正常运行。

2.继电器的应用

继电器是根据特定形式输入信号而动作的自动电器。作为一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，又被称输入回路和输出回路。通常在自动控制电路中应用较为常见，实际上它是以较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，因此在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

七.结束语

要控制建筑电气安装工程的质量，就必须设计、施工、质量监督三位一体，方可有效地控制电气安装工程的质量；当然，影响工程质量的因素是多方面的，工程质量的控制管理，是一门系统科学，如何更好地进行质量控制，还需要同行们不断地学习、探索和总结。

参考文献：

[1]常晓玲主编.电气控制系统与可编程控制器[M].北京:机械工业出版社,2011.1.

[2]范永胜,王岷编.电气控制PLC应用[M].北京:中国电力出版社,2012

[3]张凤珊.电气控制及可变程序控制器[M].中国轻工业出版社.2011

[4]李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].电子工业出版社.2011

电气控制基本原理范文

【关键词】电气控制；关联属性；原理图

1前言

电气设计工程师往往习惯于用以前的图纸进行修改设计，但很容易出现遗漏、疏忽等情况，特别是端子修改、元件标记、线号等处，而更改后再根据原理来设计接线图、屏柜图也非常繁琐。

电气控制设计其流程基本是原理图-接线图（端子排）-屏柜图-各种报表，不使用专业的电气软件，每个环节都需要手工完成；通过使用专业的设计软件，可以解决原理图绘制的问题，但尚不能完全有效地解决原理图与接线图、端子排、屏柜图甚至报表间的关联更新。原因是：国内开发的专业软件是以接线图为核心，而国外的这些软件以原理图为核心，但没有考虑接线图，两种软件都有缺陷。若是采用基于关联属性的电气控制设计，这一问题便可以迎刃而解。借此，文中就基于关联属性的电气控制设计措施进行研究。

2基于关联属性的电气控制设计

2.1端子排

目前，国内一些比较专业的电气控制软件在处理端子排问题时，一般都是通过位置代号对是否需要上端子来进行判断的，而并不是在原理图上画出端子的位置。虽然这种处理方式较为简单方便，但是也造成了信息脱节的问题，具体地讲是实际的原理图与绘制出来的原理图存在不一致的问题，其主要原因是端子没有画到原理图上。而国外使用的一些电气控制设计专业软件基本都是以原理图作为核心，并且端子也都会画在图上，但对于端子排的处理却不够精细。

2.2接线图

（1）接线图块的制作。对于普通的用户而言，尽管可以忽略接线表，但是却必须使用接线图。现阶段，许多计算机软件已经实现了接线图的处理功能，然而处理原理图与接线图之间的关联仍旧是一项较为繁琐的工作。在处理接线图时，由于电气元件种类繁多，接线插脚也各不相同，所以导致接线图符号多种多样，增加了符号编辑、定义和管理的难度。设计者在选择设计软件时，应当选用带有接线图符号编辑功能的软件，利用设计工具创建符合电气工程需要的接线图符号。通过绘制图形、设定相应属性值，并将设定的图形另存为独立文件中，便可以在处理接线图时随意调出，插入使用。

（2）接线图的生成。在完成设定接线图符号的步骤之后，接下来进入创建接线图的环节。即使设计者运用的是专业设计软件，也必须将原理图、元件清单和接线信息作为根本性依据，并根据需要指出元件生成接线图的状态，这是接线图和原理图关联设计的关键环节。

（3）关联的修改。端子排、连接图和原理图间的关联应在原理图修改后完成，由于端子排和接线图的信息会在关联后自动更新，所以不需要对其进行重新创建。

3需要注意的几点问题

3.1避免触头之间竞争

3.1.1电磁元件间的触头竞争

电气控制回路当中常会发生接触器、继电器等电子元器件之间的触头竞争。图1为顺序控制部分的线路图，在这一电路中，每一个工步均对应一个继电器得电，当由工步1转入工步2时，元件的动作顺序如下：SQ1K2得电K2断开K1失电K2支路中的K1断开，在这一过程中，如果SQ1闭合直至K1断开的用时小于K2得电时间，那么便会引起K1与K2之间的触头竞争。就直流的控制线路而言，可以将二极管并联到继电器线图的两端，借此来延缓断电的速度，以达到消除竞争的目的。如图1中虚线部分所示。

图1顺序控制部分的线路图

3.1.2按钮与电磁元件间的触头竞争

图2（a）为三相异步电动机运行与点动控制线路图。在点动过程中，通过常开及常闭触头SB3断开的瞬间，能够使KM出现失电现象而无法完成自锁，如果该瞬间比KM的失电时间小，那么KM便不会出现失电现象，而是始终保持在得电状态，这样点动便会失败。为避免按钮与电磁元件间发生触点竞争的现象，可在电路中添加中间继电器，其具置如图2（b）所示。

图2三相异步电动机运行与点动控制线路图

3.2防止出现寄生回路

在正常情况下寄生回路是不会出现的，只有在发生故障时才会出现电流通路。如图3所示。电动机处于正转状态下，当发生过载现象时，热继电器应能够自行断开KM1控制回路，然而由于指示灯的存在，从而形成了一条寄生回路（图中虚线部分为寄生回路），此时KM1无法进行可靠释放，致使过载保护失效，进而造成电气故障。为避免这一情况的发生，应防止寄生回路的出现，可以通过将指示灯与接触器进行并联或是将FR移至SB1位置前，便可以解决这一问题。

3.3应减少连接导线

在1个控制电路中，在控制原理图中想要发现各个功能部分的具置对连接造成的影响是十分困难的。但是，如果仔细认真地进行分析或是通过画接线图的方法便能够有所发现，从而实现同一功能应用相同电器的目的。一旦位置摆放得不正确或不合理，极有可能导致接线数量增加。为避免在实际设计过程中发生此类情况，必须正确合理地摆放各功能部分的位置，这样还能够减少连接导线的数量。

3.4应减少触头的数目

应尽可能减少触头的个数，同时在对触头进行简化及合并时，还应充分考虑同类属性触头的合并，如果采用1个触头就能够完成正常动作，绝对不要使用2个触头。

4结语

电气控制设计工作是一项技术要求高且繁琐的复杂工程。电气控制设计工作要求设计人员具有全局的思想意识，系统而全面的思维进行设计工作的开展。本文探索了关联属性电气控制设计的特点及其所需注意的问题，有利于帮助解决电气控制设计工作的一些突出问题。

参考文献：

[1]李子昀.一种具有多工作流程自动生产线控制系统的设计[J].岳阳职业技术学院学报，2011（1）.